探讨未来发动机机油的研发之路

 

　　壳牌全球解决方案的Karin Haumann在采访中分享了关于新型PC-12发动机机油的见解，并探讨了替代燃料对其研发过程的影响。

　　八月，壳牌Rotella在俄亥俄州鲍灵格林举办的全美拖拉机拉力锦标赛上赞助了Koester Racing车队的迷你改装拖拉机，并在现场接受了记者访问。壳牌全球解决方案的OEM技术经理Karin Haumann接受了SAE的采访，介绍了公司即将推出的12类（PC-12）重型柴油发动机机油。PC-12发动机机油目前正在研发中，预计于2027年1月1日获得使用许可。在售的CK-4和FA-4类别机油均于2016年推出。

　　美国石油学会（API）新类别开发小组主席Haumann表示，由于发动机技术在不断进步，且2027年起将实施更严格的排放法规，因此有必要开发新类别的发动机机油。她还指出，“随着柴油发动机技术的不断发展，机油需要具备更出色的抗氧化和抗磨损性能，能够承受更高的温度，并能提高发动机的燃油经济性。”此外，润滑油生产商必须遵守更严格的磷和硫酸盐灰分限值，否则可能会损害排放控制系统，进而影响燃油经济性。

　　SAE：PC-12发动机机油的开发进度如何？

　　Karin：在符合新要求和性能标准方面，PC-12已基本完成开发。目前，我们正在进行发动机测功机测试，确保新测试的结果精确且可重复，同时我们还在验证基础油的互换性，并根据各种指南进行交叉参照验证。明年，我们将进入为期12个月的技术展示期，这是API流程的一部分，在此期间机油营销商将进行测试并向我们提供性能反馈。我们将根据这些反馈，确定机油的最终性能限值。随后是API强制规定的1年等待期，在此期间所有公司都可以开展测试。整个开发过程预计还需两年左右，目前我们正在开展候选机油的实地试验及其他相关工作。

　　SAE：在PC-12类别下，现有的FA-4机油如何兼容？

　　Karin：PC-12机油分为两个子类别：PC-12a（向后兼容）和PC-12b（对应FA-4），二者的要求略有不同。PC-12b仅适用于不再产生5-6%烟炱的现代发动机，因此降低了对烟炱处理的要求。此外，PC-12b还将包含xW20机油。这样一来，5W20或0W20机油就可以在理论上以新标号获得许可，目前名称暂定为FB-4，但还有待确定，我们暂且称之为FB-4。FB-4与FA-4相似，只是规定了更低的机油粘度。我预计这些机油短期内不会进入北美市场。我们还在开展未来验证，因为该类别预计将持续到2040年。未来的OEM可能会使用这些机油，到时候我们就不必再开发新的机油类别了。

　　SAE：0W20和5W20机油目前已在欧洲市场应用，这对北美市场有什么影响？

　　Karin：是的，也正因如此，我们才推出这些新机油。几十年来，欧洲和北美市场的发动机机油需求都各自发展，存在差异，而戴姆勒卡车北美（DTNA）、戴姆勒和现已并入传拓（Traton）的纳威司达（Navistar）等公司在这两个市场都开展了业务。它们都打算推出适用于两个市场的单一机油，以提高效率。此外，它们还在开发同时适用于两个市场的发动机。因此，我们的目标是帮助他们开发两大市场通用的机油。但挑战依然存在，因为两地的要求毕竟不同，我们也不希望企业为了迎合所有需求而过度调配机油，这样反而得不偿失。不过，我们确实看到，OEM现在希望在出厂时使用低粘度的5W30 FA-4机油，甚至在未来可能会使用5W20 FA-4机油。因此，我们目前正全力支持这一工作。

　　SAE：氢内燃机发展势头向好，这对你们的业务有何影响？

　　Karin：壳牌会一如既往地全力支持OEM的发动机研发，并与其共同开发与发动机配套的机油。发动机制造商开始研发新机型时，通常会在现有机油的基础上开展工作。目前，他们仍在确定新机油将面临的挑战或特殊需求。因此，我们会与OEM保持密切协作，为他们提供不同的候选机油，并借助现有产品支持他们开展测功机测试，同时评估是否需要提供额外的技术支持。不过，这些新项目短期内不会影响行业标准。但不论何时，我们都会尽全力支持OEM，协助他们推进产品研发。

　　SAE：可再生燃料是否会纳入PC-12机油类别？

　　Karin：在PC-12类别开发之前，我们首先组建了新类别评估小组（NCET），之后过渡到新类别开发小组（NCDT）。在评估阶段，我们与OEM密切协作，明确他们的需求与目标。我们会讨论：“目标是什么？需要什么？不需要什么？你们想实现哪些性能目标？是否有必要新增类别？”等问题。在评估过程中，我们也研究了可再生燃料及其性能的评估方法。然而，经过讨论，我们一致认为目前该技术尚不成熟，不值得纳入标准。总之，我们不会将可再生燃料纳入PC-12机油类别。

　　根据发动机制造商在这一问题上的普遍处理方式，以及API文件的指引，如果需要使用替代燃料，建议先咨询OEM。而OEM的建议通常只是缩短换油周期。实际上，很多问题都是与具体发动机相关的。比如他们的发动机硬件具体如何与某种类型的燃料相适应？就像变速箱机油一样，该问题的针对性较强。也就是说，他们会继续这样处理这个问题，直到行业确定了替代燃料的一些关键特性。到那时候他们会说：“这个技术值得关注，需要测试，我们会推行这个技术。”但是行业目前还没有走到这一步。

　　SAE：当PC-12类别于2027年1月开始实施时，您认为行业会有何反应？

　　Karin：我希望行业能够轻松采纳。但现行FA-4机油推广速度缓慢的原因在于许多车队和组织采用的是混合车队，且应用场景复杂，而且他们经常会选择通用程度最低的机油。哪一款机油可以润滑所有发动机？如果车队中有无法使用FA-4机油的非公路设备或老旧卡车，而且他们知道FA-4发动机也可以使用CK-4机油，那么他们通常会选择在所有设备上都直接使用CK-4机油。不过，目前OEM正与车队客户合作，向他们介绍使用FA-4机油的好处。实际上，有些车队能够轻松使用FA-4机油，因为他们的所有车辆都很现代化，且全是公路用车，车队中的卡车使用寿命也都在五年以下。目前，FA-4的使用率增加主要得益于时间的推移、教育的普及以及车队的更新换代。然而，如你所知，许多现役发动机都是老旧产品。

　　SAE：壳牌的研发工作主要在哪里开展？

　　Karin：对于壳牌的特定产品，美国休斯敦的技术中心主要负责PC-12机油的研发，而德国汉堡的技术中心则专注欧洲市场的机油研发。两个技术中心密切合作，致力于寻找可以互补的研发领域。我们的欧洲同事与我们保持紧密联系，因为我想了解欧洲市场OEM的具体需求、面临的问题以及需要改进的地方。这样一来，我们也会在PC-12的研发中尽力满足这些需求。

　　SAE：壳牌在研发过程中如何考虑赛车或拖拉机牵引赛等因素？

　　Karin：我不确定我们是否会为Koester Racing的应用专门开发升级版机油。显然Koester会有一些特殊需求，这通常是由壳牌赛车部门负责的独立项目。但与Koester的合作对我们来说也非常重要，因为这涉及到对机油性能的终极压力测试。尽管使用的配方可能略有不同，但都是基于我们在Rotella系列中使用的核心化学配方，只是在某些方面进行了调整，以满足他们的特定需求。通过与Koester合作，我们能获得他们对机油性能的反馈，这对我们来说极为宝贵。就像测功机测试一样，其本质是将跑10万英里的自然过程加速，并在200小时内完成。这种比赛也类似，它完美展现了我们可以做到这一点，因此对我们来说始终具有重要价值。